Контрольная работа по "Технологии"

1. Расчет гладких  цилиндрических соединений  с натягом.

    Таблица 1 Данные:

 

    Наименьший  расчетный натяг:

    

(мкм),

где С1 и С2 – коэффициенты, определяемые по формулам (μ₁ и μ₂ – коэффициенты Пуассона, для стали μ=0,3)

Поправка  к расчетному натягу: 

∆ = ∆_ш  +∆_t +∆_ц +∆_уд  ; 

∆_ш – учитывает смятие неровностей контактных поверхностей соединяемых деталей;

∆_ш =2×К×(Ra₁ +Ra₂) (мкм),

где Ra₁ =0.8 (мкм); Ra₂ =1.6 (мкм);

     K =0,45 [1, ст. 14].

∆_ш =2× 0,45×(0.8+1,6) =2,16 (мкм);

∆_t –учитывает различие рабочей температуры и температуры сборки, а также различие коэффициентов линейного расширения материала деталей;

∆_t =(α₁ (t_p1 –t)-α₂ (t_p2 –t))*d = (11,5* (70-20)- 11,5* (50-20))*0,02 = 0,213 (мкм).

∆_уд  -учитывает увеличение контактного давления у торцов охватывающей детали;

∆_уд  =0,83 (мкм) [1, ст 16].

∆_ц =2 (мкм)  [1, ст 14].

∆=2 + 0,213 +0,83 +2 =5,043  (мкм).

Наименьший  функциональный натяг:

N_minF = N_{min расч} + ∆ = 8,00 + 5,043 = 13,043 ≈13 (мкм).

По  величине N_minF подбираем ближайшую посадку [[4] стр. 154]. 

Проверка  на прочность при  Nmax:

МПа

Допустимое  давление на поверхности колеса:

МПа 

Допустимое давление на поверхности втулки:

МПа

Запас прочности втулки:

;

запас прочности колеса:

. 

Посадка обеспечивает необходимую прочность соединения. 

 

 

 
 
 
 
 
 

Рисунок 1 Схема полей допусков 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет и выбор  посадок подшипников  качения. 

Подшипник 6-205 посажен в разъемный корпус и на вращающийся сплошной вал с радиальной нагрузкой на опору, характер нагрузки – перегрузка до 150%; 6-205 - шариковый радиальный однорядный подшипник класса точности 6 средней серии и имеет следующие геометрические размеры: 

D = 52 мм;  d = 25 мм; B = 15 мм; r = 1,5 

Подшипник испытывает местную нагрузку, наружное кольцо неподвижно, а внутреннее вращается.

По  таблице 8 методического  указания находим, что  при спокойной  нагрузке и умеренной  вибрации, (нагрузка до 150%) и диаметре 52 мм может быть рекомендовано основное отклонение H поле допуска по седьмому квалитету точности – Н7.

Подбираем посадку внутреннего  кольца подшипника на вал по интенсивности  радиальной нагрузки P_Fr :

          

P_Fr = Fr*k1*k2*k3/(B-2*r)

где       F_r - радиальная нагрузка на опору, Н;

           k1 - динамический коэффициент посадки, зависящий от характера   нагрузки, принимаем k1=1[9]

           k2 - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при пустотелом вале или тонкостенном корпусе, в данном случае k2=1[9];

           k3 - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузи между рядами роликов в двурядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными радиально-упорными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору, в данном случае k3=1[9];

           В - рабочая ширина посадочного места,

Интенсивность радиальной нагрузки: 

Fr=2*Mкр/d =2*35/(0.025)=2800 (H)  

P_Fr = 2800*1*1*1/(15 – 2*1,5) =233,3 (кН)

По  таблице 9 [9] для диаметра внутреннего кольца подшипника ø25 при интенсивности радиальной нагрузки до 300кН принимаем основное отклонение вала для сопряжения с внутренним кольцом подшипника js, поле допуска по 6 квалитету точности –js6.  

По  ГОСТ 520-71  определяем предельные отклонения размеров посадочных диаметров внутреннего и наружного колец подшипника:

- для диаметра 25 мм класса точности 0 верхнее отклонение ES=0 (мкм), нижнее отклонение  EI = -0,008 (мм);

- для диаметра 52 мм класса точности 0 верхнее отклонение es = 0 (мкм), нижнее отклонение ei = -0,011 (мм).

 

По ГОСТ 25347-82 [4] определяем предельные отклонения размеров посадочных поверхностей вала

и отверстия в корпусе:

- для диаметра вала  25 мм и поля допуска js6 верхнее отклонение es = +0,006 (мм), нижнее отклонение ei = -0,006 (мм);

-для  отверстия в корпусе  52мм  и поля допуска Н7 верхнее отклонение ES = +0,030 (мм), нижнее отклонение EI = 0 (мкм). 
 

Определим наибольшие и наименьшие натяги в соединении внутреннего кольца подшипника с валом:

Nmin = ei – ES = 0,006 – 0 = 0,006 (мм).

Nmax = es – EI = 0,006 – (-0,008) =0,014 (мм). 

Определим наибольший  наименьший зазор в соединении наружного кольца подшипника:

Smin = EI – es = 0 – 0 = 0 (мм),

Smax = ES – ei = 0,030 - (-0,011) = 0,041 (мм)

Построим  схему расположения полей допусков посадок  25 js6  и 52 Н7 (рис.2). 
 

                                        

                

Рисунок 2 Схема расположения полей допусков подшипника 

 

3. Расчет калибра 

  Номинальный размер Dн =20 мм.                     

  Для контроля вала используют скобу.

  Рабочие калибры называют предельными потому что их размеры соответствуют предельным размерам контролируемых деталей. Предельные калибры позволяют определить находятся ли действительные размеры детали в пределах допуска.. Рабочие калибры (проходной Р-ПР и непроходной Р-НЕ) предназначены для проверки изделия в процессе их изготовления. Исполнительные размеры (рабочий калибр) калибров для пробки (ГОСТ 14810-69 и ГОСТ 14748-69) определяют по формулам:

Контрольные калибры применяют  для установления регулируемого калибра скоб и контроля нерегулируемых. Они являются непроходными и определяются по формулам (с ГОСТ 16775-93 по ГОСТ 16780-93):

 

Здесь        D - номинальный размер изделия;

               Dmin  - наименьший предельный размер изделия;

               Dmax - наибольший предельный размер изделия;

               Н1 - допуск на изготовление  калибров для вала;

               Hp - допуск на изготовление контрольного калибра для скобы;

               z1 - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для вала относительно наименьшего предельного размера изделия;

               y1 - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для вала за границу поля допуска изделия. 
 
 

По  ГОСТ  24853-81 выбираем Н1 = 4 (мкм), Hp = 1.5 (мкм), z1 = 3 (мкм), y1 = 3 (мкм).

Наименьший  и наибольший предельные размеры изделия  находим по формулам:

       Dmin = Dн + ei = 20 + 0,035 = 20,035 (мм);

       Dmax = Dн + es = 20 + 0,048 = 20,048 (мм);

Подставим числовые значения в  формулы по расчету рабочего и контрольного калибров:

Рабочий калибр:

Контрольный калибр:

 

Исполнительные  размеры скобы:

ПР = 20,032 ^+0,005 (мм) 

ПРизн = 20,038 (мм)    

НЕ = 20,046 ^+0,005 мм 

К-ПР =20,044 _{- 0.002} мм

К-И = 20,052 _{- 0.002} мм

К-НЕ = 20,036 _{- 0.002} мм 
 
 
 
 

Рисунок 3 Схема расположения полей допусков калибра  для контроля деталей 

 
4. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых сопряжений